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CN110938330B - 一种水性油墨及其制备方法 - Google Patents

一种水性油墨及其制备方法 Download PDF

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CN110938330B CN201911274361.4A CN201911274361A CN110938330B CN 110938330 B CN110938330 B CN 110938330B CN 201911274361 A CN201911274361 A CN 201911274361A CN 110938330 B CN110938330 B CN 110938330B
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Abstract

本发明提供了一种水性油墨及其制备方法和应用，所述水性油墨包括以下组分：水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料和水；所述水性聚氨酯乳液包括脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液。本发明所述水性油墨采用上述两种水性聚氨酯乳液复配，使形成的油墨层兼具了脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和脂肪族聚酯型水性聚氨酯柔韧性好的特点，其次，搭配以分散剂、颜料和水，使制得油墨具有合适的粘度和良好的分散稳定性，另外，所述水性油墨以水为分散剂，对环境友好，对人体无害，还具有不易燃烧，原料易得、成本低等优点。

Description

一种水性油墨及其制备方法
技术领域
本发明涉及精细化工领域，具体涉及一种水性油墨及其制备方法。
背景技术
正随着我国经济的高速发展，人们生活水平的改善,人们的环保健康意识在逐渐提高，国家也提出了可持续发展的环保战略。随着国家环保法律法规的完善和人民环保意识的增强，传统的溶剂型丝网印刷油墨由于其中VOC(挥发性有机气体)的排放，不仅危害操作人员的身体健康，而且对环境造成严重污染，因而其使用愈来愈受到限制。而中国印刷进入了环保时代，作为环保油墨中的新贵，水性油墨的研究和应用也越来越多的得到人们的重视。
CN103980461公开了一种耐水解水性聚氨酯分散体的制备方法，通过合成聚氨酯预聚体进行交联改性，然后加入封端剂1-氨丙基-2-甲基咪唑进行封端乳化，所得水性聚氨酯耐水性良好，但是该方法在预聚体阶段交联扩链易造成交联密度过大，分子量过高，乳化困难，存在乳液稳定性较差等问题。
CN103910851公开了一种水性聚氨酯连接料的制备方法，该方法制得的连接料对塑料薄膜具有良好的附着牢度，并具有很好的耐水性和耐蒸煮性能，综合性能优良，但是该方法进行多次分批加料，工艺过程复杂。
因此，开发一种使用方便、安全，并且综合性能优异的水性油墨是目前市场的强烈需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水性油墨及其制备方法和应用。本发明所述水性油墨采用脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液复配，使制得的油墨层具有高附着力和高耐化学性能，其次，再搭配以分散剂、颜料和水，使制得油墨具有合适的粘度和良好的分散稳定性，另外，所述水性油墨以水为分散剂，对环境友好，对人体无害，还具有不易燃烧，原料易得、成本低等优点。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种水性油墨，所述水性油墨包括以下组分：水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料和水；所述水性聚氨酯乳液包括脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液。
本发明所述水性油墨特异性采用脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液复配，使形成的油墨层兼具了脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和脂肪族聚酯型水性聚氨酯柔韧性好的特点，其次，搭配以分散剂、颜料和水，使制得油墨具有合适的粘度和良好的分散稳定性，另外，所述水性油墨以水为分散剂，对环境友好，对人体无害，还具有不易燃烧，原料易得、成本低等优点。
本发明所述水性油墨中脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液在异氰酸酯固化剂的作用下，控制一定的温度，可以实现交联固化，其中，两种水性聚氨酯乳液可以相互配合，协同增效，有效改善了上述两种乳液单一使用时的缺陷，使制得的水性油墨层兼具良好的硬度、附着力和柔韧性。
优选地，所述水性油墨按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液20-70份、分散剂0.1-2份、颜料5-20份和水10-30份。
所述水性聚氨酯乳液20-70份，例如可以是20份、25份、30份、35份、40份、45份、50份、55份、60份、65份或70份等。
分散剂0.1-2份，例如可以是0.1份、0.3份、0.5份、0.8份、1份、1.3份、1.5份、1.8份或2份等。
颜料5-20份，例如可以是5份、8份、10份、12份、15份、18份或20份等。
水10-30份，例如可以是10份、12份、15份、18份、20份、22份、25份、27份、29份或30份等。
优选地，所述水性油墨按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液20-50份、分散剂0.1-2份、颜料5-15份和水10-30份。
优选地，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为(0.5-2):1，例如可以是0.5:1、0.6:1、0.7:1、0.8:1、0.9:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1、1.5:1、1.6:1、1.7:1、1.8:1、1.9:1或2:1等，优选为1:1。
本发明优选控制上述两种水性聚氨酯乳液的质量比，主要是为了保证制得的油墨层综合性能的全面提升。当两者的质量比高于上述范围，即所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的含量偏高，会使制得的油墨层分子结构中硬段结构偏多，固化成膜后质地脆，柔韧性差；而当两者的质量比低于上述范围，即所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的含量偏高，会使制得的油墨层分子结构中软段结构偏多，固化成膜厚膜表面易发粘，硬度低，附着力差，施工性能明显变差。
优选地，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的固含量为25-35％，例如可以是25％、26％、27％、28％、29％、30％、31％、32％、33％、34％或35％等。
优选地，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的粘度为小于250mPa·s例如可以是250mPa·s、230mPa·s、200mPa·s、180mPa·s、150mPa·s、120mPa·s、100mPa·s、80mPa·s或50mPa·s等。
优选地，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的pH为8.5-9.5，例如可以是8.5、8.6、8.8、9.0、9.2、9.3、9.4或9.5等。
优选地，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后拉伸强度为15-20N/mm2，例如可以是15N/mm2、16N/mm2、17N/mm2、18N/mm2、19N/mm2或20N/mm2等。
优选地，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后断裂伸长率为300％-500％，例如可以是300％、350％、400％、450％或500％等。
优选地，所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的固含量为30-40％，例如可以是30％、32％、33％、35％、36％、38％、39％或40％等。
优选地，所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的粘度为小于500mPa·s，例如可以是500mPa·s、450mPa·s、400mPa·s、350mPa·s、300mPa·s、250mPa·s、200mPa·s、250mPa·s或100mPa·s等。
优选地，所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的pH为8.5-9.5，例如可以是8.5、8.6、8.8、9.0、9.2、9.3、9.4或9.5等。
优选地，脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后拉伸强度为15-20N/mm2，例如可以是15N/mm2、16N/mm2、17N/mm2、18N/mm2、19N/mm2或20N/mm2等。
优选地，脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后断裂伸长率为500％-700％，例如可以是500％、550％、600％、650％或700％。
优选地，所述分散剂为Solsperse 27000。
优选地，所述颜料选自炭黑、钛白粉、苯胺黄、酞青蓝或群青蓝中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性油墨还包括10-40份填料，例如可以是10份、15份、20份、25份、30份、35份或40份等。
优选地，所述填料包括硫酸钡、滑石粉或氧化铝粉中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述水性油墨还包括1-5份助剂，例如可以是1份、2份、3份、4份或5份等。
优选地，所述助剂包括0.1-0.5份流平剂，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
优选地，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂，优选为BYK-3560和/或BYK-3565。
优选地，所述助剂还包括0.1-1份pH稳定剂，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份、0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份或1份。
优选地，所述pH稳定剂为AMP-95。
优选地，所述助剂还包括0.1-0.5份杀菌剂，例如可以是0.1份、0.2份、0.3份、0.4份或0.5份等。
优选地，所述杀菌剂为KATHON LXE。
优选地，所述助剂还包括1-3份消泡剂，例如可以是1份、1.5份、2份、2.5份或3份等。
优选地，所述消泡剂为非有机硅类消泡剂，优选为BYK-015和/或BYK-1710。
第二方面，本发明还提供了一种如第一方面所述的水性油墨的制备方法，所述制备方法包括：将水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料、水、任选地填料和任选地助剂混合，得到所述水性油墨。
本发明所述水性油墨的制备方法仅需将制备原料进行简单混合即可，简单易操作，应用前景广阔。
优选地，所述混合的方法为：先将水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料、水和任选地颜料进行预混合，再向预混合后的体系中加入任选地助剂进行再混合。
优选地，所述预混合的温度为40-60℃，例如可以是40℃、45℃、50℃、55℃或60℃等。
优选地，所述预混合的时间为30min以上，例如可以是30min、40min、50min、60min、70min、80min、90min、100min、110min、120min、150min或200min等，优选为60-120min。
优选地，所述预混合的搅拌转速为300-1000rpm，例如可以是300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm或1000rpm等，优选为500-700rpm。
优选地，在加入任选地助剂前，先将预混合后的体系研磨至细度≤5μm，例如可以是5μm、4.5μm、4μm、3.5μm、3μm、2.5μm或2μm等。
优选地，在加入任选地助剂前，先将预混合后的体系冷却至18-30℃，例如可以是18℃、20℃、22℃、25℃、28℃或30℃等。
第三方面，本发明还提供了一种油墨层，所述油墨层由固化剂和如第一方面所述的水性油墨固化得到。
优选地，所述固化剂为异氰酸酯固化剂。
优选地，所述异氰酸酯固化剂的添加量为所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液总质量的1-5wt％，例如可以是1wt％、2wt％、3wt％、4wt％或5wt％等。
本发明所述油墨层，是通过向水性油墨中加入异氰酸酯固化剂，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液中含有的聚氨酯分子链上的羟基可以和异氰酸酯分子链上的异氰酸根反应，即通过异氰酸酯固化剂将上述两种聚氨酯分子链交联起来，使两种聚氨酯可以相互配合，协同增效，全面提升所述油墨层的各项性能。
第四方面，本发明还提供了一种如第三方面所述的油墨层的制备方法，所述制备方法包括：将水性油墨和固化剂混合，将得到的混合物在基材表面先印刷第一层，表干，再印刷第二层，表干，重复上述印刷表干过程，印刷到第N层，表干、固化，得到所述油墨层。
需要说明的是，本发明所述第N层中的N是指≥3。
优选地，所述表干的温度为70-100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等。
优选地，所述表干的时间为3-20min，例如可以是3min、5min、8min、10min、12min、15min、17min或20min等。
优选地，所述固化的温度为70-100℃，例如可以是70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃等。
优选地，所述固化的时间为60-120min，例如可以是60min、70min、80min、90min、100min、110min或120min等。
优选地，所述制备方法包括：将水性油墨和固化剂混合，先在基材表面先印刷第一层，在70-100℃下表干3-20min，再印刷第二层，在70-100℃下表干3-20min，重复上述印刷表干过程，印刷到第N层，在70-100℃下表干3-20min，再在70-100℃下固化60-120min，得到所述油墨层。
第四方面，本发明还提供了一种如第一方面所述的水性油墨在聚碳酸酯(PC)油墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)油墨或复合材料油墨中的应用。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明所述水性油墨采用脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液复配，使形成的油墨层兼具了脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯成膜后硬度高、附着力强、光泽度高和脂肪族聚酯型水性聚氨酯柔韧性好的特点，其次，搭配以分散剂、颜料和水，使制得油墨具有合适的粘度和良好的分散稳定性；
(2)本发明所述水性油墨中脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液在异氰酸酯固化剂的作用下，控制一定的温度，可以实现交联固化，其中，两种水性聚氨酯乳液可以相互配合，协同增效，有效改善了上述两种乳液单一使用时的缺陷，使制得的水性油墨层兼具良好的硬度、附着力和柔韧性；
(3)本发明所述水性油墨以水为分散剂，对环境友好，对人体无害，还具有不易燃烧，原料易得、成本低等优点。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
本发明实施例和对比例使用的脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的厂家和牌号如下：
脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液(购于上海劲辉化工有限公司，牌号为RelcaPU-477)；
脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液(购于上海劲辉化工有限公司，牌号为PicassianPU-968)。
实施例1
本实施例提供了一种水性油墨及其制备方法。
所述水性油墨按重量份包括如下组分：脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液30份、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液30份、Solsperse 27000分散剂1份、炭黑10份、硫酸钡20份、滑石粉10份、BYK-3565流平剂0.5份、AMP-95pH稳定剂0.5份、KATHON LXE杀菌剂0.1份、BYK-015消泡剂1.5份和水20份，其中，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为1:1。
制备方法为：
先将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液、Solsperse 27000分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉和水在55℃下以500rpm的搅拌速度预混合70min，研磨至细度为3μm，冷却至20℃，再向预混合后的体系中加入剩余组分进行再混合，得到所述水性油墨。
实施例2
本实施例提供了一种水性油墨及其制备方法。
所述水性油墨按重量份包括如下组分：脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液40份、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液30份、Solsperse 27000分散剂2份、炭黑5份、硫酸钡15份、滑石粉10份、BYK-3565流平剂0.1份、AMP-95pH稳定剂0.1份、KATHON LXE杀菌剂0.4份、BYK-015消泡剂1份和水20份，其中，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为1.33:1。
制备方法为：
先将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液、Solsperse 27000分散剂、炭黑、硫酸钡、滑石粉和水在60℃下以700rpm的搅拌速度预混合80min，研磨至细度为4μm，冷却至30℃，再向预混合后的体系中加入剩余组分进行再混合，得到所述水性油墨。
实施例3
本实施例提供了一种水性油墨及其制备方法。
所述水性油墨按重量份包括如下组分：脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液20份、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液40份、Solsperse 27000分散剂2份、群青蓝20份、硫酸钡10份、滑石粉5份、BYK-3565流平剂0.2份、AMP-95pH稳定剂1份、KATHON LXE杀菌剂0.4份、BYK-015消泡剂3份和水22份，其中，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为0.5:1。
制备方法为：
先将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液、Solsperse 27000分散剂、群青蓝、硫酸钡、滑石粉和水在40℃下以1000rpm的搅拌速度预混合120min，研磨至细度为3μm，冷却至23℃，再向预混合后的体系中加入剩余组分进行再混合，得到所述水性油墨。
实施例4
本实施例提供了一种水性油墨及其制备方法。
所述水性油墨按重量份包括如下组分：脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液40份、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液20份、Solsperse 27000分散剂2份、酞青蓝10份、硫酸钡10份、滑石粉10份、BYK-3565流平剂0.1份、AMP-95pH稳定剂1份、KATHON LXE杀菌剂0.5份、BYK-015消泡剂2份和水28份，其中，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为2:1。
制备方法为：
先将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液、脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液、Solsperse 27000分散剂、酞青蓝、硫酸钡、滑石粉和水在50℃下以900rpm的搅拌速度预混合30min，研磨至细度为5μm，冷却至25℃，再向预混合后的体系中加入剩余组分进行再混合，得到所述水性油墨。
实施例5
与实施例1的区别仅在于，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液45份，脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液15份，即脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为3:1。
实施例6
与实施例1的区别仅在于，脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液15份，脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液45份，即脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为0.33:1。
对比例1
与实施例1的区别仅在于，将脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液替换为脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液，即脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液为60份。
对比例2
与实施例1的区别仅在于，将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液替换为脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液，即脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液为60份。
性能测试：
湿样测试1：
1、粘度：根据《GB/T 13217.4-2008液体油墨粘度检验方法》对本发明实施例和对比例制得的水性油墨进行粘度测试，具体测试结果见表1。
2、细度：根据《GB/T 13217.3-2008液体油墨细度检验方法》对本发明实施例和对比例制得的水性油墨进行细度测试，具体测试结构件表1。
表1
样品 细度(μm) 粘度(cps/25℃)
实施例1 ≦5 5300±200
实施例2 ≦5 3600±200
实施例3 ≦5 2800±200
实施例4 ≦5 4800±200
实施例5 ≦5 5200±200
实施例6 ≦5 5100±200
对比例1 ≦5 5400±200
对比例2 ≦5 5000±200
从表1中数据可知，本发明实施例制得的油墨的细度均低于≦5μm，25℃下的粘度在2800～5600cps的范围内，这说明本发明实施例制得的油墨均具有合适的涂装粘度和良好的分散稳定性。
干膜测试2：
1、制样：
将异氰酸酯固化剂和本发明实施例制得的水性油墨在复合材料表面先印刷第一层，在80℃下表干20min，再印刷第二层，再在80℃下表干20min，再印刷第三层，在90℃下固化120min，得到油墨层。
将本发明对比例制得水性油墨涂装在复合材料表面，单次膜层厚度在3-5μm，三次总膜层厚度≦12μm，得到油墨层。
2、干膜性能测试：
对实施例和对比例得到的固化后的油墨层进行如下干膜性能测试。
(1)膜厚：使用超声波测厚仪对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行膜厚的测试，具体测试结果见表2。
(2)附着力：根据《GB/T 13217.7-2009液体油墨附着牢度检验方法》对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行附着力测试。
测试方法：用锋利刀片在指定区域划10×10个1mm×1mm小格，每一条划线穿透油墨到底材；用无尘布或者毛刷将表面碎片刷干净，用3M610胶纸粘小网格并压平，把气泡挤出，静压5秒钟以上，产品保持不动，胶带单边以90°角迅速拉起，附着力达4B(脱落面积<5％)为合格。
具体测试结果见表2。
(3)遮盖力：油墨的遮盖力即OD值，用来表征油墨对底材的遮盖性能。
测试方法为：调整油墨粘度为2000cps/25℃，用300目网版印刷，180℃烘烤60min，利用OD值检测仪(透射法)测试得到的干漆膜的遮盖力；
评价标准：OD值越高，表示遮盖力越好。
具体测试结果见表2。
(4)硬度：对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行铅笔硬度测试。
具体测试方法如下：
①根据产品硬度要求，选择不同硬度的铅笔，用削笔刀将铅笔削至露出4-6mm柱形笔芯(不应松动或削伤笔芯)，握住铅笔使其与400#砂纸面垂直，在砂纸上磨划，直至获得端面平整，边缘锐利的笔端为止(边缘不应有破碎或缺口)；
②将铅笔安装在划铅笔用机械小推车上，拧紧固定夹；
③用三菱铅笔(表面为PMMA--4H)，45度角、负荷1000g/f在样品表面从不同的方向划出3条1.0±0.2cm长的线条，速度7mm/s。
评价标准：用橡皮擦去铅笔痕迹后，油墨面出现划痕或划伤则选择低一硬度级别的铅笔继续测试，直到测试后无划伤、划痕，则所选用铅笔的硬度即为产品的硬度。如PMMA3H 4H OK，其中PMMA 5H必须有划痕或划伤。
具体测试结果见表2。
(5)耐温度冲击：对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行耐温度冲击测试。
测试方法如下：将本发明实施例和对比例得到的油墨层先再低温-40±2℃下放置1h，然后在1min内转到高温75±2℃的温度下放置1h，以上述先低温放置1h再高温放置1h为一个循环，重复上述循环20次(40h)，再在常温下恢复2h后，进行外观检查，并做附着力试验。
评价标准：外观无异常，无镀膜层和印刷层脱落；附着力达4B；各叠层结构之间不可出现分层不良。
具体测试结果见表2。
(6)耐高温高湿：对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行耐高温高湿测试。
测试方法如下：对本发明实施例和对比例得到的油墨层在温度为75±2℃，湿度为95％的环境中放置48h后，取出，在自然条件下放置至少2h，观察产品状态及性能做判定。
评价标准：外观无异常，无镀膜层和印刷层脱落；附着力达4B；各叠层结构之间不可出现分层不良。
具体测试结果见表2。
(7)耐水煮：对本发明实施例和对比例得到的油墨层进行耐水煮测试。
测试方法如下：
①将本发明实施例和对比例制得的油墨层分别于80℃水煮30min，所述油墨层不能接触沸水溶器壁；
②用无尘布擦干后常温恢复至少2h，检查外观；
③划百格：用锋利刀片在制定区域划10×10个1mm×1mm小格，每一条划线穿透油墨到底材；
④用无尘布将表面碎片抹干净，用3M610胶纸粘小网格并压平，把气泡挤出，静压5秒钟以上，90°角迅速垂直拉起胶纸。
评价标准：
1)外观无异常，无镀膜层和印刷层脱落；
2)附着力达4B。
具体测试结果见表2。
表2
Figure GDA0003487026940000151
Figure GDA0003487026940000161
从表2中数据可知，本发明实施例1-4制得的油墨层的各项性能指标均明显好于对比例1-2制得油墨层。这说明本发明实施例1-4制得的油墨层具备了高附着力、高遮盖力、良好的耐冲击性能和耐化学性能，即本发明所述水性油墨通过将脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液复配，两者相互配合，协同增效，其制得的油墨层的各项物理化学性能均得到了明显提升。
与实施例1相比，对比例1中只采用了脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液，对比例2中只采用了脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液，其制得的油墨层的各项性能均明显差于实施例1，这说明只有将本发明所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液进行合理复配，两者相互配合，协同增效，才能使制得的油墨层的各项性能得到全部提高。
申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (30)

1.一种水性油墨，其特征在于，所述水性油墨按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液20-70份、分散剂0.1-2份、颜料5-20份、填料10-40份、助剂1-5份和水10-30份；所述水性聚氨酯乳液包括脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液；
所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的粘度为小于250 mPa∙s；
所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的pH为8.5-9.5；
所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后的拉伸强度为15-20 N/mm2；
所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后的断裂伸长率为300%-500%；
所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的粘度为小于500 mPa∙s；
所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的pH为8.5-9.5；
所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后拉伸强度为15-20 N/mm2；
所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液中聚氨酯成膜后断裂伸长率为500%-700%；
所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为(0.5-2):1。
2.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述水性油墨按重量份包括以下组分：水性聚氨酯乳液20-50份、分散剂0.1-2份、颜料5-15份、填料10-40份、助剂1-5份和水10-30份。
3.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液和脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的质量比为1:1。
4.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述脂肪族聚碳酸酯型水性聚氨酯乳液的固含量为25-35%。
5.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述脂肪族聚酯型水性聚氨酯乳液的固含量为30-40%。
6.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述分散剂为Solsperse 27000。
7.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述颜料选自炭黑、钛白粉、苯胺黄、酞青蓝或群青蓝中的任意一种或至少两种的组合。
8.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述填料包括硫酸钡、滑石粉或氧化铝粉中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述助剂包括0.1-0.5份流平剂。
10.根据权利要求9所述的水性油墨，其特征在于，所述流平剂为丙烯酸酯类流平剂。
11.根据权利要求10所述的水性油墨，其特征在于，所述流平剂为BYK-3560和/或BYK-3565。
12.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述助剂还包括0.1-1份pH稳定剂。
13.根据权利要求12所述的水性油墨，其特征在于，所述pH稳定剂为AMP-95。
14.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述助剂还包括0.1-0.5份杀菌剂。
15.根据权利要求14所述的水性油墨，其特征在于，所述杀菌剂为KATHON LXE。
16.根据权利要求1所述的水性油墨，其特征在于，所述助剂还包括1-3份消泡剂。
17.根据权利要求16所述的水性油墨，其特征在于，所述消泡剂为非有机硅类消泡剂。
18.根据权利要求17所述的水性油墨，其特征在于，所述消泡剂为BYK-015和/或BYK-1710。
19.一种根据权利要求1-18任一项所述的水性油墨的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料、水、填料和助剂混合，得到所述水性油墨。
20.根据权利要求19所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方法为：先将水性聚氨酯乳液、分散剂、颜料、水和颜料进行预混合，再向预混合后的体系中加入助剂进行再混合。
21.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述预混合的温度为40-60℃。
22.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述预混合的时间为30min以上。
23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述预混合的时间为60-120 min。
24.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，所述预混合的搅拌转速为300-1000rpm。
25.根据权利要求24所述的制备方法，其特征在于，所述预混合的搅拌转速为500-700rpm。
26.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，在加入助剂前，先将预混合后的体系研磨至细度≤5 μm。
27.根据权利要求20所述的制备方法，其特征在于，在加入助剂前，先将预混合后的体系冷却至18-30℃。
28.一种油墨层，其特征在于，所述油墨层由固化剂和如权利要求1-18任一项所述的水性油墨固化得到。
29.一种根据权利要求28所述的油墨层的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：将水性油墨和固化剂混合，将得到的混合物在基材表面先印刷第一层，表干，再印刷第二层，表干，重复上述印刷表干过程，印刷到第N层，表干、固化，得到所述油墨层。
30.根据权利要求1-18任一项所述的水性油墨在聚碳酸酯油墨、聚对苯二甲酸乙二醇酯油墨或复合材料油墨中的应用。
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